内容正文:
电流与电压、电阻的关系(1)
【知识要点】
1.为了研究一段导体R的U、I、R的关系,我们确定的研究方法有:①保持R不变,改变U,研究 的关系;②保持 不变,改变 ,研究 的关系。据此我们设计的实验电路图如图。
2.研究电流和电压的关系
(1)实验:保持 不变,研究 的关系。
a.电流表测量通过 ,电压表测量 ;
b.滑动电阻器R'的作用: 。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 的位置。)
(2)该实验 ,改变电阻R两端的电压,研究通过电阻R的电流与电阻R两端的电压之间的关系。
(3)结论: 。
3.研究电流和电阻的关系
(1)实验:保持 不变,研究 的关系。
a.电流表测量通过 ;电压表测量 ;
b.滑动电阻器R'的作用: 。(闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 的位置。)
c.更换不同的 做实验。
(2)该实验 ,改变滑动变阻器R',研究电阻R与通过电阻R的电流之间的关系。
(3)结论: 。
4.最后得出的结论是:导体中的电流,与这段导体两端的电压成 ,与这段导体的电阻成 。这个结论也就是 。其数学表达式为 。
5.有人根据公式R=U/I跟公式I=U/R在形式上相似,就说“电阻R跟电压成正比,跟电流成反比。”你认为这种说法对吗?为什么?
【例题精讲】
1.某同学在做验证欧姆定律的实验时,得到两组实验数据,如下表一、表二所示。请根据表中所列数据写出由此得出的结论。
表一 表二
R(欧)
5
5
5
U(伏)
2
4
6
I(安)
0.4
0.8
1.2
U(伏)
4
4
4
R(欧)
5
10
20
I(安)
0.8
0.4
0.2
(1)由表一得出的结论: 。
(2)由表二得出的结论: 。
(3)本实验采用的研究方法是 法。
U(伏)
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
I(安)
0.1
0.22
0.3
0.38
0.5
2.在探究“电流与电压关系”的实验中,宁宁同学用电流表和电压表测量出某段导体中电流及其两端的电压,数据如下表
(1)请在坐标轴上画出导体中电流与导体两端电压的关系图像;
(2)通过探究可得出:某段导体,通过它的电流与其两端的电压成 比;
(3)由上述关系图像可知导体的电阻R= 欧。
3.利用如下左图所示电路,在研究通过导体的电流跟电阻的关系时,要保持导体两端电压不变。实验中,不断改变Rx的阻值,调节滑动变阻器使电压表示数保持不变,得到了I与R的关系图像,如下右图所示。由图像可以得出的结论是 ;此次实验中,电压表的示数始终保持 伏不变。
4.小航同学在做“探究电流与电阻的关系”实验时,他设计了如右图所示的电路。先将5欧的电阻R接入电路,电路连接完全正确,滑片P滑至阻值最大处后,闭合开关S就直接读出了电流表的示数,并把数据记录在表格中。然后再分别用10欧和20欧的电阻替换5欧电阻,重复上述操作。
(1)请你说出小航在实验中存在的错误是什么? 。
(2)小航改正错误后重新进行实验,得到数据如下表:
物理量
实验次数
电阻R(欧)
电流I(安)
1
5
0.48
2
10
0.24
3
20
0.12
根据上表实验数据得到的结论是 。
(3)小航发现有一个小灯泡,用这个小灯泡替换20欧的电阻后,继续进行实验。电表测得示数如下图所示,此时小灯泡的阻值是 欧。
【同步练习】
一、选择题
1.由公式I=U/R变形可得电阻的计算公式R=U/I,关于这个公式的理解,正确的是( )
A.电压越大,电阻越大 B.电阻等于电压跟电流的比值
C.电阻跟电压成正比,跟电流成反比 D.电流越大,电阻越小
2.如图是甲、乙两电阻的电流随电压变化的曲线,据图判断( )
A.R甲>R乙
B.R甲=R乙
C.R甲<R乙
D.无法确定
3.根据下列一组实验数据,可以得到的结论是( )
导体两端的电压
导体的电阻
通过导体的电流
4伏
5欧
0.8
4伏
10欧
0.4
4伏
20欧
0.2
A.导体电阻一定时,电压跟电流成正比 B.导体电阻一定时,电流跟电压成正比
C.电压一定时,电阻跟电流成正比 D.电压一定时,电流跟电阻成反比
4.如图所示的电路,当开关由断开变为合上时,各表的示数变化为( )
A.两表的示数都变小
B.两表的示数都变大
C.电流表的示数变大,电压表的示数变小
D.电流表的示数变大,电压表的示数不变
5.小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中,当A、B两点间的电阻由5欧更换为10欧后,为了探究上述问题,他应该采取的唯一操作是( )
A.保持变阻器滑片不动
B.将变阻器滑片适当向左移动
C.将变阻器滑片适当向右移动
D.将电池个数增加
6.如图所示是研究电流与电压、电阻的关系的电路图,实验分“保持电阻不变”和“保持电压不变”两步进行,在“保持电阻不变”这一步实验时应该( )
A.保持R2滑片的位置不变
B.保持R2两端的电压不变
C.保持R1不变,调节R2滑片到不同的适当位置
D.保持电路中电流不变
7.张华同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时,将记录的实验数据通过整理做出了如下图所示的图像,根据图像,下列说法错误的是( )
A.通过导体a的电流与其两端的电压成正比
B.导体a的电阻大于导体b的电阻
C.当在导体b的两端加上1伏的电压时,通过导体b的电流为0.1安
D.将a、b两导体串联后接到电压为3伏的电源上时,通过导体的电流为0.2安
8.二氧化锡传感器能用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的原理是其中的电阻随一氧化碳浓度的增大而减小。将二氧化锡传感器接入如图所示的电路中,则当二氧化锡传感器所处空间中的一氧化碳浓度增大时,电压表示数U与电流表示数I发生变化,其中正确的是( )
A.U变大,I变大 B.U变小,I变小 C.U变小,I变大 D.U变大,I变小
9.如图是甲、乙两个电阻的电流I与电压U的关系图像,将它们并联接入电路,下列说法正确的是( )
A.通过甲的电流大于通过乙的电流
B.通过甲的电流小于通过乙的电流
C.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而减小
D.甲、乙并联的总电阻随它们两端电压的升高而增大
二、填空题
10.“探究电流与电压关系”实验的电路图如图所示。在实验中应控制 不变,滑动变阻器R'的作用是 。
11.在探究“电流与电压的关系”的实验中,开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到 位置,分别采用5欧、10欧、15欧的电阻进行实验,目的是 。如图是根据实验数据绘制的图像,由图像可知:电阻一定时,导体中的电流与加在这段导体两端的电压成 关系;由该图像还能得出电流与 之间的关系。
三、实验简答题
12.某同学想探究电流与电压的关系,请你帮他完成以下题目:
(1)请你用导线把下边的实物图按照电路图连接起来。
(2)开始实验前,滑动变阻器的滑片应移到 端。
(3)如果该同学移动滑片3次,记录实验数据如下表:
实验次数
电流(安)
电压(伏)
1
0.1
1
2
0.2
2
3
0.3
3
则由此归纳得出结论:电阻一定时, ,这种探究方法叫 (填“验证性实验”或“探索性实验”)。
13.在用电压表、电流表探究电流和电压关系的实验中,电阻R=10欧,电源电压U=3伏。
甲 乙
(1)小刚根据电路图连接了如图甲所示的实验电路,小军检查后发现有一根导线连接有误,请你在这根导线上打“×”并用笔匦线代替导线,画出正确的连线。
(2)电路改正后,小刚闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数为电源电压值,取下电阻,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是 。
(3)故障排除后,开始进行实验,小刚根据测出的数据,画出了通过电阻的电流随电压变化的关系图像,如图乙所示,由图像可以得出结论: 。为了使结论更具有普遍性,小刚还应 。
14.如图甲所示的电路图中,电源电压保持6伏不变。闭合开关S后,当滑动变阻器滑片P向B移动时,电流表示数将 (填“变大”、“不变”或“变小”),当滑片P在滑动变阻器的某位置时,电压表和电流表示数分别如图乙所示,则电阻R0的阻值是 欧。
参考答案
【知识要点】
1.I和U U R I和R
2.(1)电阻 电流和电压 a.电阻R的电流 电阻R两端的电压 b.改变电阻R两端电压阻值最大 (2)保持电阻R不变 (3)导体的电阻不变时,通过导体的电流和它两端的电压成正比。
3.(1)电压电流和电阻 a.电阻R的电流电阻R两端的电压 b.保持电阻R两端电压不变阻值最大c.电阻(2)保持电阻R两端的电压不变(3)导体两端的电压不变时,通过导体的电流和它的电阻成反比。4.正比:反比:欧姆定律 .不对。因为电阻是导体本身的一种性质,它只跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关,跟电流、电压无关。
【例题精讲】
1.(1)电阻一定时,通过这段导体的电流和导体两端(2)电压一定时,通过导体的电流和导的电压成正比。体的电阻成反比。(3)控制变量
2.(1)图略(2)正(3)20
3.电压一定时,通过导体的电流和导体的电阻成反比 2.5
4.(1)无法保持每次测量时,电压表示数不(2)电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。(3)8
【同步练习】
1.B2.A3.D4.B5.C6.C7B8.A9.D 10.固定电阻改变电阻两端的电压 11.阻值最大得到普遍的规律正比电阻12.如图(2)阻值最大(3)通过导体的电流和导体两端的电压成正比探索性实验
13.(1)如图(2)电阻断路(3)在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比 更换不同阻值的电阻,重复以上实验14.变小9
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